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Für die Herstellung von sehr leichten Aluminiumlegierungen mit besonders hoher Festigkeit wurde bekanntlich bereits vorgesehlagen, Kohlenstoff in die Schmelze einzuführen, von dem ein Teil sich mit den Bestandteilen der Legierung verbindet. Dieser Kohlenstoffgehalt der Legierung kommt offenbar dem Aluminium zu, das ihren Hauptbestandteil bildet, und verleiht unmittelbar dem erhaltenen Metall hochwertige Festigkeitseigenschaften gegen Zerreissen, hinsichtlich Elastizität und Dehnung in Verbindung mit geringem spezifischem Gewicht.
Diese Herstellungsveüfahren begegnen jedoch gewissen Schwierigkeiten, weil sie, um ein homogenes Metall zu liefern und die Oxydation verschiedener Bestandteile zu vermeiden, einen vollkommenen Schutz der Schmelze, um deren oberflächliche oder örtliche Oxydation zu verhindern, verlangen.
Man hat erkannt, dass diese Schwierigkeiten der Herstellung beseitigt werden können, wenn man die Behandlung und das Schmelzen der Legierung in einer reduzierenden Atmosphäre vor sieh gehen lässt, die z. B. so hergestellt werden kann, dass man während des ganzen Prozesses den Schutz der Schmelze durch eine Lage zerkleinerter, auf der Oberfläche schwimmender Kohle unter gleichzeitigem Zusatz pulverisierter Kohle im Innern in Verbindung mit zur Bildung einer reduzierenden Atmosphäre fähigen, festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern in der Schmelze bewirkt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung dieser Verfahrensweise, um eine vollkommene Reduktion der Schmelze zu erzielen. Sie beruht darauf, dass zur Bildung einer reduzierenden Atmosphäre in der Schmelze das pulverförmige Kohlenpulver in wasserfeuchtem Zustand in die Schmelze eingetragen wird. Hiedurch wird erzielt, dass das Wasser in der flüssigen Schmelze dissoziiert und der in Freiheit gesetzte Wasserstoff eine kräftige, reduzierende Wirkung auf die mehr oder weniger oxydierten flüssigen Metallteile ausübt und eine vollkommene Reduktion der Schmelze herbeiführt.
Vom Gesichtspunkte der Zusammensetzung der Legierung und um dieser bessere Elastizitäts-
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Verbindung dieses Stoffes, wobei das freie nicht in die Verbindung eingehende Silizium durch einen weiteren Zusatz von reinem Eisen absorbiert wird.
Die nach vorstehendem Verfahren erhaltenen Aluminiumlegierungen bestehen im wesentlichen aus verschiedenen Mengenverhältnissen von Aluminium, Kupfer, Mangan, Silizium, Magnesium, Eisen und Kohlenstoff ; sie können auch andere Bestandteile enthalten wie : Wolfram, Nickel, Molybdän, Chrom, Kadmium, die in verschiedenen Mengen, je nach dem angestrebten Zweck, zugesetzt werden können.
Als Beispiel wird im folgenden die Zusammensetzung einer Legierung von hoher Festigkeit,
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<tb>
<tb> Aluminium........................................................ <SEP> 93-84" <SEP> ;,
<tb> Kupfer <SEP> ............................... <SEP> 3#55%
<tb> Magnesium <SEP> ............................ <SEP> 0#70%
<tb> Mangan......................................................... <SEP> " <SEP> 0'66%
<tb> Silizium <SEP> ............................. <SEP> 0#60%
<tb> Eisen <SEP> ................................ <SEP> 0#54%
<tb> Kohlenstoff <SEP> und <SEP> sonstige <SEP> Bestandteile............................... <SEP> 0-11%
<tb> 100'00%
<tb>
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Nach dem Walzen von 40 mm auf 3 mm Dicke und Ausglühen, etwa in Form einer Platte, hat die erhaltene Metallegierung folgende charakteristische Eigenschaften :
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<tb>
<tb> Zerreissfestigkeit <SEP> .............. <SEP> 46#5 <SEP> kg/mm2
<tb> Sichtbare <SEP> Elastizitätsgrenze <SEP> 81-2 <SEP> 7eglme
<tb> Spezifisches <SEP> Gewicht <SEP> 2-7-2-8 <SEP> lcgltiin <SEP> 3
<tb> Dehnung................................ <SEP> 22 <SEP> %
<tb>
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beschrieben werden :
Man schmilzt den grössten Teil (ungefähr 2/3 oder 3/4) des gesamten Aluminiums, fügt die zer- kleinere Kohle und auch einen Teil des Kohlenpulvers hinzu und erhitzt die Schmelze ; wenn letztere die Schmelztemperatur des Aluminiums erreicht oder überschritten hat (bei 800-1100 ) fügt man Mangankupfer, reines Kupfer und Siliziumkupfer hinzu.
Man rührt die Mischung und setzt mit Wasser befeuchtete pulverisierte Kohle hinzu, man rührt neuerdings und erhitzt weiter, um die Temperatur bis 1100 oder 12000 zu steigern und gibt, bevor man letztere Temperatur erreicht, reines Eisen und mit Wasser getränkte pulverisierte Kohle hinzu ; man rührt wieder und erhitzt weiter bis auf die angegebene höhere Temperatur. Sodann fügt man das übrige Aluminium hinzu, entfernt die Schlacke, fügt das Magnesium hinzu und rührt wieder. Da der Aluminiumzusatz die Temperatur der Schmelze herabsetzt, erhitzt man neuerdings, um die Temperatur auf etwa 700 zu bringen. Man rührt, schäumt das Metall ab und giesst die erhaltene Legierung in Stangenformen oder in Kokillen unter Beobachtung des beim Giessen von Aluminium gewohnten Vorganges.
Das Metall wird schliesslich gewalzt und geglüht.
Während des ganzen Schmelzvorganges wurde die reduzierende Atmosphäre durch die kombinierte Einwirkung der Kohle und des Wasserstoffes des zum Anfeuchten der pulverisierten Kohle verwendeten Wassers erhalten und zu dieser doppelten Wirkung kann die eines reduzierenden Gases oder eines festen oder flüssigen reduzierenden Stoffes hinzugefügt werden.
Die derart hergestellte Legierung lässt sich unmittelbar durch Walzen, Ziehen u. dgl. verarbeiten ; das Metall erhält verschiedene charakteristische Eigenschaften, je nach der schnelleren oder langsameren Abkühlung bei der Herstellung. Man könnte selbstverständlich auch den anfänglichen Aluminiumzusatz verringern, um ein hochlegiertes Metall zu erhalten, das späterhin zu geschmolzenem reinem Aluminium oder zu einer Legierung dieses Metalls zugesetzt werden könnte.
Das beschriebene Verfahren kann unmittelbar bei der Erzeugung von Aluminium Verwendung finden, indem man in den Aluminiumofen selbst den nötigen Kohlenstoff einführt und, wie schon beschrieben, die reduzierende Atmosphäre für die Schmelze schafft. Man kann so unmittelbar kohlenstoffhaltiges Aluminium erzeugen. Man kann in den Aluminiumofen auch andere metallische Bestandteile einführen, um unmittelbar beim ersten Sehmelzvorgang kohlenstoffhaltige Aluminiumlegierungen zu erhalten.